[发明专利]基于3D特征配准的销轴装配评估方法、装置及相关设备

权利要求书

1.一种基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取销轴零件3D点云图，并基于角度变化对点云八等分，计算每一份局部点云的TFPFH算子；

根据所述每一份局部点云，计算出全部点的FPFH算子，得到多维度的特征向量；

将八份所述多维度特征向量进行处理，得到点云整体分布特征的TFPFH算子；

将所述销轴零件两两配合，分别计算每对配合特征向量间的欧式距离；

通过迭代最近点算法完成对所述销轴零件的虚拟装配；

根据所述虚拟装配求解当前配合位置下轴零件和孔零件每一份间的点云间隙；

计算每种配合位置下n个局部点云间隙的均值。

2.如权利要求1所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述获取销轴零件3D点云图，并基于角度变化对点云八等分，计算每一份局部点云的TFPFH算子具体包括以下子步骤：

采用轮廓测量仪实现对销轴零件的3D扫描，获取所述销轴零件的三维点云图，从扫描起始位置起，基于角度变化对点云八等分，计算每一份局部点云的TFPFH算子。

3.如权利要求1所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述根据所述每一份局部点云，计算出全部点的FPFH算子，得到多维度的特征向量中，所述多维度特征向量为66维度特征向量。

4.如权利要求3所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述根据所述每一份局部点云，计算出全部点的FPFH算子，得到多维度的特征向量具体包括以下子步骤：

针对每一局部点云，求解其全部点的FPFH算子，得到33维特征向量；

求解所述33维特征向量在每一维度上的均值和方差，将各维度上的均值和方差依次合并，得到66维度特征向量，所述特征向量为局部点云的TFPFH算子。

5.如权利要求4所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述将八份所述多维度特征向量进行处理，得到点云整体分布特征的TFPFH算子具体包括以下子步骤：

通过八等分的每一份局部点云均可求得一个66维特征向量；

将八份所述66维特征向量首尾相连、依次合并，得到可表达点云整体分布特征的TFPFH算子。

6.如权利要求1所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述通过迭代最近点算法完成对所述销轴零件的虚拟装配具体包括以下子步骤：

在求得最佳零件对后，采用迭代最近点算法完成对销轴零件的虚拟装配，模拟实际装配后销轴零件工作面的配合情况，即通过平移、旋转坐标变换，将轴零件和孔零件变换到同一坐标系下。

7.如权利要求6所述的基于3D特征配准的销轴装配评估方法，其特征在于，所述根据所述虚拟装配求解当前配合位置下轴零件和孔零件每一份间的点云间隙具体包括以下子步骤：

将所述销轴零件从三维扫描起始位置开始，按照角度变化均分为n等份，其中，n为自然数；

将所述销轴零件一方固定，另一方按照均分刻度旋转，求解当前配合位置下轴零件和孔零件每一小份间的点云间隙，将计算结果存储入二维数组中。

8.一种基于3D特征配准的销轴装配评估装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取销轴零件3D点云图，并基于角度变化对点云八等分，计算每一份局部点云的TFPFH算子；

第一计算模块，用于根据所述每一份局部点云，计算出全部点的FPFH算子，得到多维度的特征向量；

处理模块，用于将八份所述多维度特征向量进行处理，得到点云整体分布特征的TFPFH算子；

第二计算模块，用于将所述销轴零件两两配合，分别计算每对配合特征向量间的欧式距离；

装配模块，用于通过迭代最近点算法完成对所述销轴零件的虚拟装配；

第三计算模块，用于根据所述虚拟装配求解当前配合位置下轴零件和孔零件每一份间的点云间隙；

第四计算模块，用于计算每种配合位置下n个局部点云间隙的均值。